بررسی تاثیر سم خالص سازی شده میکروسیستین (Microcystin-RR) از ریز جلبک (Microcystis aeruginosa) بر زنده مانی دافنی ماگنا ((1820 ,Daphnia magna (Straus) و تعیین غلظت کشنده آن (LC50-96h)

نوع مقاله: محیط زیست جانوری

نویسندگان

گروه شیلات، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

چکیده

این تحقیق جهت بررسی تاثیر سم خالص سازی شده MC-RR) Microcystin-RR) از ریز جلبک Microcystis aeroginosa بر زنده مانی دافنی ماگنا (Daphnia magna) و تعیین غلظت کشنده این سم (LC50-96) انجام شد. برای انجام این آزمایش تعداد 21 عدد دافنی ماگنا در هر تکرار، در معرض غلظت های 0/5، 2، 10، 20 و 50 میکروگرم بر میلی لیتر سم MC-RR قرار گرفتند و میزان بقای دافنی ­ها برای مدت 24 تا 96 ساعت مورد محاسبه قرار گرفت. هم چنین یک تیمار به عنوان تیمار شاهد (بدون سم) در نظر گرفته شد. هر تیمار 3 تکرار داشت. با توجه به نتایج این تحقیق، سم میکروسیستین (MC-RR) تاثیر کشنده بر دافنی ماگنا داشت به طوری که حتی در کم ترین غلظت (غلظت 0/5) حدود 38 درصد تلفات مشاهده گردید و هیچ یک از دافنی ماگناها توانایی زنده ماندن در غلظت 2 میکرو گرم بر میلی لیتر سم خالص MC-RR به مدت 96 ساعت را نداشتند. قابل ذکر است توانایی زنده ماندن دافنی­ ها با افزایش غلظت سم، کاهش پیدا کرد، به طوری که در غلظت 10 میکرو گرم بر میلی لیتر سم، در روز دوم و در غلظت 20 و 50 میکرو گرم بر میلی لیتر سم، در روز اول تمامی دافنی ­ها از بین رفتند. میزان LC50-96 ،0/58 میکرو گرم بر میلی لیتر سم MC-RR به دست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد که در غلظت 1/75 میکرو گرم بر میلی لیتر MC-RR، در مدت 96 ساعت، 99 درصد دافنی ­ها می ­میرند.

کلیدواژه‌ها


  1. محبی،ف.؛ محسن ­پورآذری،ع.  وعاصم، ع.، 1391. بررسی جمعیت فیتوپلانکتونی و شاخص ­های جمعیتی در دریاچه سد ارس. مجله زیست شناسی ایران. دوره 25، شماره 2، صفحات 316 تا 328.
  2. Abdel-Raouf, N.; Al-Homaidan, A. and Ibraheem, I., 2012. Microalgae and wastewater treatment. Saudi Journal of Biological Sciences. Vol. 19, No. 3, pp: 257-275.
  3. Borwitzka, M. and Borowitzka, L., 1989. Micro-algae biotechnology. Cambridge University Press. Cambrige. 476 p.
  4. Carmichael, W.W., 1981. Freshwater Blue-Green Algae (Cyanobacteria) Toxins- A Review. In: Carmichael W.W., (eds) The Water Environment. Environmental Science Research. Springer, Boston, MA. pp: 121-147.
  5. Chislock, M.F.; Sarnelle, O.; Jernigan, L.M. and Wilson, A.E., 2013. Do high concentrations of microcystin prevent Daphnia control of phytoplankton? Water Research. Vol. 4, No. 7, pp: 1961-1970.
  6. De bernardi, R.; Giussani, G. and Lasso Pedretti, E., 1981. The significance of blue-green algae as food for filterfeeding zooplankton: Experimental studies on Daphnia spp. fed Microcystis aeruginosa. Internationale Vereinigung für Theoretische und Angewandte Limnologie: Verhandlungen. Vol. 21, pp: 477-483.
  7. Demott, R.W.; Zhang, Q. and Carmichael, W.W., 1991. Effects of toxic cyanobacteria and purified toxins on the survival and feeding of a copepod and three species of Daphnia. Limnology and Oceanography. Vol. 36, No. 7, pp: 1346-1357.
  8. Fulton, R. and Paerl, H., 1987. Toxic and inhibitory effects of the blue-green alga Microcystis aeruginosa in herbivorous zooplankton. Journal of Plankton Research. Vol. 9, No. 5, pp: 837-855.
  9. Gilbert, J.J., 1990. Differential effects of Anabaena afinis on cladocerans and rotifers: Mechanisms and implications for zooplankton community structure. Ecology. Vol. 71, No. 5, pp: 1727-1740.
  10. Gliwicz, Z.M. and Lampert, W., 1990. Food thresholds in Daphnia species in the absence and presence of blue-green filaments. Ecology, Vol. 71, No. 2, pp: 691-702.
  11. Hairston, N.G.Jr.; Holtmeier, C.L.; Lampert, W.; Weider, L.J.; Post, D.M.; Fischer, J.M.; Fox, J.A. and Gaedke, U., 2001. Natural selection for grazer resistance to toxic cyanobacteria: evolution of phenotypic plasticity? Evolution. Vol. 55, No. 11, pp: 2203-2214.
  12. Harada, K.I.; Matsuura, K.; Suzuki, M.; Oka, H.; Watanabe, M.F.; Oishi, S.; Dahlem, A.M.; Beasley, V.R. and Carmichael, W.W., 1988. Analysis and purification of toxic peptides from cyanobacteria by reversed-phase high performance liquid chromatography. Journal of Chromatography A. Vol. 448, pp:275-283.
  13. Ibelings, B.W. and Havens, K.E., 2008. Cyanobacterial toxins: a qualitative meta–analysis of concentrations, dosage and effects in freshwater, estuarine and marine biota. In: Hudnell, H.K., (eds) Cyanobacterial Harmful Algal Blooms: State of the Science and Research Needs. Advances in Experimental Medicine and Biology. Vol. 619, pp: 675-732.
  14. Janse van Vuuren, S.; Taylor, J.; Gerber, A. and Van Ginkel, C., 2006. Easy identification of the most common freshwater algae. A guide for the identification of microscopic algae in South African freshwaters. ISBN 0-621-35471-6.
  15. Jungmann, D.; Henning, M. and Juttner, F., 1991. Are the same compounds in Microcystis responsible for toxicity to Daphnia and inhibition of its filtering rate? International Review of Hydrobiology. Vol. 76, No. 1, pp: 47-56.
  16. Komárek, J.; Kastovsky, J.; Mares, J. and Johansen, J.R., 2014. Taxonomic classification of cyanoprokaryotes (cyanobacterial genera), using a polyphasic approach. Preslia. Vol. 86, pp: 295-335.
  17. Kuiper-Goodman, T.; Falconer, I. and Fitzgerald, J., 1999. Toxic cyanobacteria in water: A guide to their public health consequences, monitoring, and management. Chorus, I. and Bartram, J. editors. London: WHO E and FN Spon Publishers. pp: 113-153.
  18. Lampert, W., 1981a. Inhibitory and toxic effects of blue-green algae on Daphnia. International Review of Hydrobiology. Vol. 66, No. 3, pp: 285-298.
  19. Lampert, W., 1981b. Toxicity of blue-green Microcystis aeruginosa: Effective defense mechanism against grazing pressure by Daphnia. International Association of Theoretical & Applied Limnology. Vol. 21, pp: 1436-1440.
  20. Lee, S.J.; Jang, M.H.; Kim, H.S.; Yoon, B.D. and Oh, H.M., 2000. Variation of microcystin content of Microcystis aeruginosa relative to medium N: P ratio and growth stage. Journal of Applied Microbiology. Vol. 89, No. 2, pp:323-329.
  21. Mohammadyari, A.; Ghassemzadeh, F.; Mirshamsi, O.; Aliabadian, M. and Atashbar, B., 2017. Phylogeny of Iranian species of the genus Daphnia O. F. Müller, 1785 (Crustacea: Branchiopoda: Anomopoda) based on morphological characters.Iranian Journal of Animal Biosystematics. Vol.13, No. 1, pp: 77-106.
  22. Mohebbi, F.; Riahi, H.; Sheidaei, M. and Shariatmadari, Z., 2016. Phytoplankton of Aras dam reservoir (Iran): an attempt to assess water quality. Iranian Journal of Fisheries Sciences. Vol. 15, No. 4, pp: 1318-1336.
  23. Mohebbi, F.; Riahi, H.; Sheidaei, M.; Shariatmadari, Z. and Manaffar, R., 2015. Environmental control of the dominant phytoplankton in Aras Reservoir (Iran): A multivariate approach. Lakes & Reservoirs: Science, Policy and Management for Sustainable Use. Vol. 20, No. 3, pp: 206-215.
  24. Nizan, S.; Dimentman, C. and Shilo, M., 1986. Acute toxic effects of the cyanobacterium Microcystis aeruginosa on Daphnia magna. Limnology and Oceanography Journal.  Vol. 31, No. 3, pp: 497-502.
  25. O’Neil, J.; Davis, T.; Burford, M. and Gobler, C., 2012. The rise of harmful cyanobacteria blooms: the potential roles of eutrophication and climate change. Harmful Algae. Vol. 14, pp: 313-334.
  26. Park, J.; Jin, F.; Lim, B.; Park, K. and Lee, K., 2010. Ammonia removal from anaerobic digestion effluent of livestock waste using green alga: Scenedesmus sp. Bioresource Technology. Vol. 101, No.22, pp: 8649-8657.
  27. Penaloza, R.; Rojas, M.; Vila, I. and Zambrano, F., 1990. Toxicity of a soluble peptide from Microcystis sp. to zooplankton and fish. Freshwater Biology. Vol. 24, No. 2, pp: 233-240.
  28. Porter, K. and Orcutt, J., 1980. Nutritional adequacy, manageability and toxicity as factors that determine the food quality of green and blue green algae for Daphnia. In: Kerfoot WCH, editor. Evolution and ecology of zooplankton. Hanover, NH: Communities University Press. pp: 282-291.
  29. Ressom, R.; Soong, F.S.; Fitzgerald, J.; Turczynowicz, L.; El Saadi, O.; Roder, D.; Maynard, T. and Falconer, I., 1994. Health effects of toxic cyanobacteria (Blue-Green Algae) National Health and Medical Research Council, Canberra: Australian Government Publishing Service. 108 p.
  30. Shih, P.M.; Wu, D.; Latifi, A.; Axen, S.D.; Fewer, D.P.; Talla, E.; Calteau, A.; Cai, F.; Tandeau de Marsac, N.; Rippka, R.; Herdman, M.; Sivonen, K.; Coursin, T.; Laurent, T.; Goodwin, L.; Nolan, M.; Davenport, K.W.; Han, C.S.; Rubin, E.M.; Eisen, J.A.; Woyke, T.; Gugger, M. and Kerfeld, C.A., 2012. Improving the coverage of the cyanobacterial phylum using diversity-driven genome sequencing. PNAS. Edited by Robert Haselkorn. University of Chicago. 60 p.
  31. Skulberg, O. and Skulberg, R., 1985. Planktic species of Oscillatoria (Cyanophyceae) from Norway. characterization and classification. Archiv fur Hydrobiologie. Vol. 71, No. l, pp: 157-174.
  32. Stangenberg, M., 1968. Toxic effects of Microcystis aeruginosa Kg. extracts on Daphnia longispina 0. F. Muller and Eucypris virens Jurine. Hydrobiologia, Vol. 32, No. 1-2, pp: 81-87.
  33. Sun, L.W.; Jiang, W.J.; Sato, H.; Kawachi, M. and Lu, X.W., 2016. Rapid Classification and Identification of Microcystis aeruginosa Strains Using MALDI-TOF MS and Polygenetic Analysis. PloS one. Vol. 11, No. 5, p: e0156275.
  34. World Health Organization. 1998. Guidelines for drinking water quality: Addendum to Volume 2 2nd Ed Geneva: Health criteria and other supporting information.